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Wissenswertes zu Prozessoren

Die Geschwindigkeit eines Computers hängt massgeblich von seiner Prozessorleistung ab. Ob ein einfacher Office-PC eine CPU mit acht oder mehr Kernen benötigt und warum ein hoher Takt alleine nichts über die zu erwartende Rechenleistung aussagt, erfahren Sie in unserem Ratgeber.

Moderne Prozessoren im Überblick

Wenn heute von Computer-Prozessoren gesprochen wird, fallen immer die Namen AMD und Intel. CPUs eines der beiden Hersteller lassen sich in so ziemlich jedem Office- oder Desktop-PCs sowie in jedem Notebook finden. Die Prozessoren, um die es in diesem Ratgeber geht, basieren auf dem x86-Befehlssatz und verfügen mittlerweile alle über eine 64-Bit-Architektur. Der Hauptprozessor eines Computers ist für die Informationsverarbeitung zuständig, während der Grafikprozessor (GPU) für die Bildausgabe verantwortlich ist. Bei vielen der verfügbaren Prozessoren ist bereits eine einfache Grafikeinheit integriert, die für die meisten Tätigkeiten im Office-Bereich ausreichend ist.

Was die Taktfrequenz aussagt und was nicht

Als Indikator für die Geschwindigkeit einer CPU dient in der Regel die Taktfrequenz die in Gigahertz (GHz) angegeben wird. Aktuelle Top-Modelle haben die 4-GHz-Schwelle bereits überschritten und erste Chips, wie der Intel Core i9 9900KS, knacken bereits die 5-GHz-Marke. Wie hoch eine CPU taktet, gibt allerdings nur einen groben ersten Richtwert über die zu erwartende Leistung. Sehr viel wichtiger ist die IPC (Instructions Per Cycle): Dieser Wert gibt an, wie viele Befehle der Prozessor in einem Taktzyklus verarbeiten kann. Eine hohe IPC-Leistung deutet auf eine sehr effizient arbeitende CPU hin. Es kann also durchaus sein, dass ein Hauptprozessor mit einer hohen IPC ein schneller taktendes Exemplar hinsichtlich der Arbeitsleistung überbieten kann. In der jüngeren Vergangenheit war es häufig so, dass die Leistung pro Taktzyklus bei Intel-Core-Prozessoren höher war als bei AMD-Modellen. Mit Einführung der neuen AMD-Ryzen-Prozessor-Generation scheint sich dieses Bild aber langsam zu wandeln.

Multicore-Prozessoren und Parallelisierung

Im Serverbereich ist das Thema Parallelisierung schon lange bekannt. Leistungsstarke Server verfügen häufig über mehr mehrere Prozessoren, von denen jeder einzelne bis zu 72 Kerne (zum Beispiel Intel Xeon Phi 7290) aufweist. Auch bei Workstations und selbst bei Consumer-PCs geht der Trend zu einem immer höheren Grad der Parallelisierung und damit verbunden zu mehr CPU-Kernen. Doch was versteht man eigentlich unter Parallelisierung? Ursprünglich mussten Prozessoren bei Berechnungen immer eine Pause einlegen, wenn beispielsweise ein Speicherzugriff erfolgte. Bis dieser Speicherzugriff abgeschlossen war, konnte die CPU nicht weiterarbeiten, die Leistung lag in dieser Zeit brach. Mit Einführung der Parallelisierung wurde es möglich, dass die CPU zu verarbeitenden Aufgaben auf parallel arbeitende Einheiten aufteilen konnte. Um die Menge der parallelen Einheiten zu steigern, ist eine Erhöhung der physikalischen Prozessor-Kerne möglich. Während es bei Servern durchaus 50 und mehr Kerne sein dürfen, sind bei Arbeitsrechnern und Workstations CPUs mit 2 bis 16 Kernen die Regel. Eine weitere Möglichkeit zur Steigerung der Parallelisierung ist die Bereitstellung von virtuellen Kernen, die mittels Hyper Threading (HT) oder Simultaneous Multithreading (SMT) realisiert werden können.

Was gilt es beim Kauf von Prozessoren zu beachten?

In erster Linie sollte der angedachte Einsatzzweck den Ausschlag für die Wahl des Prozessors geben. Für einen Office-Computer, der für einfache Bürotätigkeiten oder die Buchhaltung gedacht ist, genügt noch ein Dual- oder Quad-Core Prozessor. Die oftmals bereits integrierte Grafikeinheit erspart Ihnen sogar den Kauf einer dedizierten Grafikkarte. Für Arbeiten im Kreativbereich wie der professionellen Bild- und Videobearbeitung oder im 3D-Rendering ist der Einsatz von Multicore-CPUs empfehlenswert. Gleiches gilt bei der Verwendung von CAD-Programmen oder der Verwendung von vielen virtuellen Maschinen. Beachten Sie aber, dass die von Ihnen genutzte Software die vielen Kerne der CPU unterstützen muss, ansonsten spüren Sie von dem Plus an Leistung nichts. Auch bei einem Server muss es nicht immer ein Hauptprozessor mit 30 oder 40 Kernen sein. Für kleine Unternehmen ist eine solche CPU völlig überdimensioniert, auch was den Preis betrifft. Ein entsprechender Prozessor kostet mehrere tausend Euro. Es ist also sinnvoll, nicht reflexartig einfach ganz oben ins Regal zu greifen, sondern vor dem Kauf den exakten Bedarf zu ermitteln. Bei einem Gaming-PC dagegen kann die Leistung eigentlich nie stark genug ausfallen: Eine Quad-Core-CPU stellt hier den Einstieg dar. Soll in hoher Auflösung und mit maximalen Details gespielt werden, können High-End-Prozessoren wie der AMD Ryzen 3900X oder der Intel Core i9-9900K definitiv nicht schaden.

Ob es am Ende ein AMD- oder ein Intel-Prozessor sein soll, ist grösstenteils eine Frage des persönlichen Geschmacks. Intel-Core-CPUs sind für gewöhnlich etwas teurer als AMD-Prozessoren und dafür in Benchmarks manchmal ein wenig performanter. Mit Einführung der neuen Ryzen-3-Prozessoren hat AMD allerdings aufgeholt und bietet je nach Modell und Benchmark eine zum Teil höhere Leistung zu einem günstigeren Preis. Ausserdem spielt der Sockel eine wichtige Rolle. Jedenfalls dann, wenn ein vorhandener Rechner mit einer neuen CPU aufgerüstet werden soll. Die Sockel von Intel- und AMD-Prozessoren unterscheiden sich und sind dementsprechend nicht miteinander kompatibel. Aktuelle AMD-Sockel sind: AM4 und TR4. Bei Intel gibt es unter anderem: 1151; 1151v2; 2066 und 2011-3. Server-CPUs verlangen bei beiden Herstellern nach speziellen Sockeln wie SP3 (AMD) oder 3647-1 (Intel).

Sowohl bei Intel als auch bei AMD haben Sie die Wahl zwischen sogenannten Boxed- und Tray-Prozessoren. Gewöhnlich hat die Tray-Variante einen etwas niedrigeren Preis. Doch welche Unterschiede gibt es sonst noch? Eine Boxed-CPU ist die offizielle Verkaufsversion für den Handel. Sie kommt in einer Umverpackung, in der sich neben dem Prozessor auch noch ein Handbuch sowie häufig ein passender CPU-Kühler befinden. Bei Tray-CPUs handelt es sich um OEM-Prozessoren die an grosse Hersteller von Computersystemen ausgeliefert werden und die über Umwege in den Handel kommen. Der Verkauf entsprechender CPUs ist legal, es gibt allerdings neben dem fehlenden Kühler noch einen wichtigen Unterschied zwischen Boxed und Tray. Während die Boxed-Version mit der Herstellergarantie von Intel oder AMD kommt, gibt es bei einer Tray-CPU lediglich die gesetzlich geregelte Gewährleistung über den Händler. Speziell bei teuren Prozessoren kann es daher sinnvoll sein, der der Boxed-Version den Vorzug zu geben.

Eine schnelle CPU alleine macht allerdings noch keinen leistungsstarken Computer! Sind die Anforderungen an einen Bürocomputer in der Regel recht niedrig, müssen Sie spätestens bei Anwendungen wie Videobearbeitung, 3D-Rendering oder Gaming darauf achten, dass auch die restlichen PC-Komponenten optimal zusammenpassen. Für professionelle Anwendungen sind wenigstens 32 Gigabyte anzuraten, während im Gaming-Bereich aktuell 16 Gigabyte als Standard gelten.

Unser Praxistipp: Boost nutzen und auf eine ausreichende Kühlung achten

Moderne AMD-Ryzen- und Intel-Core-CPUs bieten einen sogenannten Turbo Boost oder Turbo Core Modus. Damit kann sich der Prozessor selbstständig innerhalb bestimmter Parameter übertakten. Das funktioniert allerdings nur dann, wenn die Temperatur nicht zu hoch ist.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Prozessoren

Was ist die TDP?

Die Abkürzung TDP steht für Thermal Design Power und gibt die maximale thermische Verlustleistung des Prozessors an. Die TDP bietet Ihnen einen guten Anhaltspunkt, um einen CPU-Kühler zu kaufen, der Ihren Prozessor ausreichend kühlen kann. Ein Intel Core i9 9900K besitzt zum Beispiel eine TDP von 95 Watt, während ein AMD Ryzen 3800X auf eine TDP von 105 Watt kommt.

Was versteht man unter einem Cache?

Es handelt sich um einen besonders schnellen Zwischenspeicher, der häufig benötigte Befehle zwischenspeichert. So wird der Zugriff auf den im Vergleich zum Cache langsamen Arbeitsspeicher reduziert. Eine CPU verfügt meist über einen mehrstufigen Cache, es wird zwischen Level 1 (L1), Level 2 (L2) und Level 3 (L3) unterschieden. Je näher sich der Puffer am eigentlichen Rechenkern befindet, desto kleiner und schneller arbeitet er. Ein Intel Core i9-9900K verfügt zum Beispiel über einen 256 KB L1-, 2 MB L2- und 16 MB L3-Cache.

Was ist ein LGA-Sockel?

LGA steht für Land Grid Array. Das bedeutet, dass sich die Kontaktpins im Gegensatz zu PGA (Pin Grid Array) am Sockel des Mainboards und nicht am Prozessor befinden.

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